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高密度电路板的发展与应用

发布时间:2018-04-20 热度:

印刷电路板将金属层建立在独立的线路层上,因此层间的从向连接是不可或缺的。为了要达到层间连接的目的,必须使用错孔的方法形成通路并在孔壁上作出可靠的导体,才能完成电力或讯号的连结。自从通孔电镀被提出后,几乎所有的多层电路板都采用此种方法生产。

而高密度电路板则是采用增层式的制作模式,以机械,雷射或光感应的方式在介电材上形成小孔,再以电镀导通的手段作出电的通路。当然也有部分的制作者以导电胶填充连结的方式进行孔的导通,但是基本的概念是类似的。

通孔电镀用于多层印刷电路板已有数十年的历史,除了用于插接通孔式元件的插件孔以及用于固定的工具孔外,其他的孔都归类为导通用孔。中文在区分方面较不明显,但是在英文中将插件及工具类用的孔称为HOLE,有较明确孔的味道。但是在纯导通用的孔方面则以VIA称之,其意义则有一种经由某处到达另外一处的味道,因此纯为通路之意。

当电路板密度提高的时候,基本上可以想见的是VIA会越来越多,HOLE会越来越少。安装的SMD元件会越来越多,DIP的元件会越来越少。这样的处理当然线路就可以越紧密,同时接点的距离密度可以提升,同样的产品可以用更小的占用面积来完成。

为了要能够达成真实的无负担行动化目标,日本的一些电子先进厂商将一般的电子产品分为十大类,从最小的手腕及直接可以穿戴的产品,到笔记型电脑的各种特性都作了一些描述。其中最值得提出的就是,凡是要真的成为方便可携的产品都必须要做到一件事,那就是在收纳时必须要做到可以放在前胸口袋中,但是不感觉到有负担。这样的标准如果作大略的推估,总厚度不可以超过5mm,或者是更严苛一点的说3mm是一个比较理想的数字。以目前多数的电子产品都必须包括一个简单的显示器以及周边的基本功能元件。

这些需求不但让电路板的可用几何空间被压缩,同时也迫使所有的元件在厚度控制方面都必须要处处小心。目前许多的电子产品不但用高密度电路板作为连结的母体,同时在电子构装方面也朝向堆叠式的构装模式,以节约百度与空间的占用率,这使得电路板的发展不再能独立于电子构装之外,各式各样不同的构装模组也都是靠着高密度构装载板的搭配而得以实现。

当电路板走向高密度的时候,其实从几何的眼光来看会有几个基本的特性变化发生。其一是孔的堆叠结构会发生变化。孔的立体结构会从最传统的纯通孔结构变化为序列式的压板结构,之后会变成微孔式的高密度电路板结构或是混合结构,发展趋势如图1.3所示。

高密度电路板的发展与应用

图1.3电路板断面结构的发展趋势

从几何结构可以很容易的了解,传统的电路板如果在某一个坐标上制作出通孔结构,即便是连通两层之间的线路,但是实质上孔已经占用了一个位置,这不但浪费空间同时无法在该位置进行组装。但是如果采用了序列式的压合法,同一个位置就可以作出两个以上的连通,在空间的利用上有明显的改善。

但是这样的做法由于必须面对薄板制程的考验,因此在实务应用上仍不理想。

至于使用高密度电路板技术方面,因为采用的盲孔结构同时引进了有效的微孔成孔技术,因此可以提高连结密度,同时又不必面对薄板制程的困扰。在组装方面也因为可以直接在盲孔上方进行接脚的焊接,因此可以省下相当多的几何空间,这些优势都使得高密度电路板在新一代电子产品的设计方面成为新宠。

但是由于电性需求的考虑,部分的电信产品厂家为了电磁辐射及设计结构的考虑,仍然要求保留部分序列式压合的结构,这使得两种技术混用的现象逐渐普遍。另外也因为产品收纳方面方便性需求的因素,一些折叠式的产品设计颇受青睐,就因为如此使软板与硬板共同组装或是直接同软硬板生产高密度电路板,在新兴的电子市场中也扮演了一定的重要角色。图1.4所示,为采用高密度电路板所生产的折叠式手机范例。


高密度电路板的发展与应用

图1.4 高密度电路板所生产的折叠式手机


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